コンピュータネットワーク：直前対策パック

公式集、全トピックの解法の要点、6 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。

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1公式と解法

IPv4 サブネット化

サブネットあたりのホスト数: 2^{(32 − prefix)} − 2 (/31: 2, /32: 1)
ブロックサイズ: 256 − (mask octet)
ネットワークアドレス: IP AND マスク
ブロードキャストアドレス: IP OR (NOT マスク)：ホスト部のビットをすべて 1 にする
n ビット借りたときのサブネット数: 2ⁿ

記数法

位取り: 2 進数 2^k、8 進数 8^k、16 進数 16^k
10 進数へ: Σ d_k·b^k
10 進数から: 基数で割り、余りを下から上へ読む
16 進数 ↔ 2 進数: 16 進数 1 桁 = 4 ビット
2 の補数: ビットを反転して 1 を足す

2演習問題

1.IPv4 サブネット化ふつう

ネットワーク 10.217.240.0/20 を、プレフィックス /24 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか？

10.217.240.0/20/24

N =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.160.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 3 ホスト, B: 10 ホスト, C: 15 ホスト, D: 30 ホスト, E: 53 ホスト。サブネットは .0 から順に、ホスト数が最も多い LAN から、収まる最小のサブネットで割り当てます。LAN B のネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？

A: 3B: 10C: 15D: 30E: 53

x =

3.コンピュータネットワークふつう

「ping」コマンドはどのプロトコルを使いますか？

AICMP
BUDP
CTCP
DHTTP

4.コンピュータネットワークむずかしい

8 ポートのスイッチ（VLAN なし）の各ポートに 1 台ずつホストがあります。コリジョンドメインとブロードキャストドメインはいくつありますか？

Aコリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1
Bコリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 8
Cコリジョンドメイン 1、ブロードキャストドメイン 1
Dコリジョンドメイン 1、ブロードキャストドメイン 8

5.記数法ふつう

8 ビットのパターン 0001 1100 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか？

0001 11008 bit

N =

6.記数法むずかしい

ビットを 0010 1010 AND 1000 1110 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか？

0010 1010AND1000 1110

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: N = 16

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

借りたビット

24 − 20 = 4

サブネット数

N = 2⁴ = 16

答え

N = 16

各 /24 サブネットには 2⁸ − 2 = 254 個の使えるホストがあります。

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 128

VLSM：各 LAN には 2ʰ − 2 ≥ ホスト数となる最小のサブネット、つまりプレフィックス 32 − h を割り当てます。大きいサブネットから割り当てると、各ブロックは自身のサイズの倍数にそろうので、ネットワークアドレスはブロックサイズを足し合わせて求まります。

LAN ごとのブロックサイズ

E: 53 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

D: 30 ホスト → 2⁵ = 32 (/27)

C: 15 ホスト → 2⁵ = 32 (/27)

B: 10 ホスト → 2⁴ = 16 (/28)

A: 3 ホスト → 2³ = 8 (/29)

割り当て（大きい順）

E: .0 – .63

D: .64 – .95

C: .96 – .127

B: .128 – .143

A: .144 – .151

答え

x = 128

LAN B：192.168.160.128/28。

3.コンピュータネットワーク

答え: A · ICMP

これが答えになる理由

Ping は ICMP エコー要求（echo request）を送信し、エコー応答（echo reply）が返ってくるまでの時間を測定します。

答え

A · ICMP

4.コンピュータネットワーク

答え: A · コリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1

これが答えになる理由

スイッチの各ポートはそれぞれ独立したコリジョンドメインですが、ブロードキャストはすべてのポートに転送されるため、スイッチ全体で 1 つのブロードキャストドメインです。ハブならどちらも 1 つになります。

答え

A · コリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1

5.記数法

答え: N = 28

位取り記数法：各桁の値は、その数字に基数のべき乗を掛けたものです。2 進数では各桁の重みが 1、2、4、8、16、…、16 進数では 1、16、256、… で、A–F は 10–15 を表します。8 ビットの 2 の補数では、最上位ビットの重みが +128 ではなく −128 になり、こうして負の数を表します。

重みを合計する

ほかのビットは通常の正の重みのままです。

16 + 8 + 4 = 28

答え

N = 28

6.記数法

答え: R = 10

ビットの設定：各ビットは 2 のべき乗（128、64、…、1）の値をもちます。16 進の 1 桁はちょうど 4 ビットで、8 ビットの 2 の補数では、いちばん左のビットの値は −128 です。ビット演算は、各ビット位置を別々に扱います。

ビットごとに

AND は、両方のビットが 1 のところだけ 1 になります。

0010 1010

AND 1000 1110

= 0000 1010

結果の値

0000 1010₂ = 10

答え

R = 10

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